在MOSFET失效分析中，有时最值得讨论的并不是“器件坏了”，而是它究竟是怎样坏掉的。先看几典型MOS失效形貌案例。
案例一
案例二
案例三
你认为这三案例最可能分别对应什么失效模式？
失效分析，不能只看最后的电参数
在实际工作中，我们经常会先得到一个非常简洁的结论：漏源短路、栅源漏电、栅漏短路，或G-D-S三端全部导通。
这些电参数能够告诉我们器件目前处于什么状态，却未必能够直接说明失效是如何发生的。对于MOSFET来说，不同的电气过应力可能最终造成相同或相近的电性结果，但在芯片和封装上留下不同的失效形貌。
因此，失效分析通常需要把几类信息结合起来观察：失效前后的电参数、失效位置、芯片表面形貌以及实际工作波形。只有把这些证据放在一起，才有可能从“结果相同”进一步追溯到“过程不同”。
有一份资料专门把这些问题串了起来
在查阅MOSFET相关资料时，NXP原标准产品业务留下的一套技术资料非常值得推荐。现在，这套资料由Nexperia官方网站提供，其中最适合本文主题的是 《The Power MOSFET Handbook》中文版。
这本手册并不是单纯介绍某一个型号的产品资料，而是将多篇功率MOSFET应用笔记整合在一起，从数据手册参数、额定边界，一直讲到雪崩、SOA、热设计和电气过应力失效特征。
手册中有两个部分与本文关系尤其密切。
第一部分是第一章“认识理解功率MOSFET数据手册中的参数”，对应应用笔记AN11158，内容覆盖VDS、VGS、ID、Ptot、RDS(on)、栅极电荷、寄生电容、热特性、雪崩强度和安全工作区域SOA等参数。
第二部分是第八章“功率MOSFET电气过应力的失效特征”，对应应用笔记AN11243。这一章按照不同的电气过应力类型，讨论了机械模式ESD、人体模式ESD、非钳位感性开关UIS/雪崩、线性工作模式和过电流等失效，并给出了相应的典型失效特征案例。
换句话说，手册前面帮助我们理解：器件有哪些参数和边界，后面进一步帮助我们思考：当这些边界被突破之后，芯片上可能留下什么样的痕迹。
这份手册适合什么时候看？
如果你正在做MOSFET失效分析，或者手里正好有一颗“测出来短路、但不知道为什么短路”的器件，可以重点关注第八章。
如果你正在做器件选型、驱动设计或功率回路验证，则可以先看第一章和雪崩、SOA、热设计相关章节，建立参数与实际工作应力之间的对应关系。
推荐阅读内容 | 重点关注的问题 |
第一章：数据手册参数 | VDS、VGS、RDS(on)、功耗、热特性、雪崩和 SOA 如何理解 |
第八章：电气过应力失效特征 | ESD、UIS/雪崩、线性模式和过电流可能留下哪些形貌 |
全书 | 如何把器件参数、应用应力和失效形貌联系起来 |
写在最后
对于开头的三个案例，我们暂时只知道一个结果：它们最终都表现为G-D-S短路。
但从失效形貌来看，它们未必经历了同一个过程。到底是什么应力导致了这两种不同的形貌？是栅极、漏极，还是热和电流共同作用的结果？这两个案例是否能够对应到手册中的某一种典型失效模式？答案留给大家去判断。
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